復采工作面探放水技術(shù)實踐

張平

摘 要：水災害一直是復采工作面面臨的主要災害，對復采工作面的安全生產(chǎn)造成威脅。通過分析河南某礦復采工作面可能面臨的充水水源、充水通道等方面內(nèi)容的基礎(chǔ)上，采取合理、有效的探放水措施，及時探明和疏放老空積水，排除了老空積水對復采工作面的威脅，確保了工作面安全高效開采。

關(guān)鍵詞：復采；老空水；探放水

引言

河南某礦位于登封市徐莊鄉(xiāng)境內(nèi)，于2000年12月正式投產(chǎn)，礦井現(xiàn)生產(chǎn)能力為0.84Mt/a。礦井主要開采山西組二1煤層，通過該礦地質(zhì)勘探資料可知開采二1煤層的間接充水含水層是奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m）石灰?guī)r含水層和石炭系太原組L1-3石灰?guī)r含水層，水頭較高，因此該礦所進行的二1煤層初次開采屬帶水壓開采。工作面在受到初次采動破壞之后，采空區(qū)進行重復開采時應采取有效措施對老空積水和裂隙水進行探放，保證工作面的安全。

1 復采工作面充水因素分析

1.1 復采工作面主要充水水源

1.1.1 地下水。該礦所采二1煤層頂、底板直接充水含水層分別是山西組砂巖和太原組上段灰?guī)r。底板灰?guī)r巖溶裂隙承壓水將以突水形式涌入巷道，水量較大。頂板砂巖含水層，回采時將以淋水形式進入巷道，導水裂隙形成后常成滲流狀態(tài)，水量不大。

二1煤底板間接充水含水層包括？綴3ch、C2tL1-4碳酸巖鹽類含水層，含較豐富的巖溶裂隙承壓水，L1-4灰?guī)r水隔水層厚度滿足隔水要求，但工作面在進行復采工作時會造成底板破裂，回采過程中會出現(xiàn)底板滲水[1]。

1.1.2 大氣降水。大氣降水礦井的間接充水水源，降水首先滲入補給含水層，然后由含水層進入礦井[2]。據(jù)生產(chǎn)礦井資料，其充水具有明顯的季節(jié)性變化和多年周期性變化規(guī)律。雨季是大氣降水的主要補給期，礦井最大涌水量滯后集中降水后80天左右，大～中雨后2～10天礦井涌水量便明顯增大。

1.1.3 采空區(qū)積水。煤頂板砂巖含水層，回采時將會以淋水形式進入巷道。工作面在初次開采時，導水裂帶隙形成后常成滲流狀態(tài)，受到初采的采動影響，工作面的間接充水含水層可能會沿斷裂帶或底板破壞帶補給直接充水含水層，該礦13011初采工作面于2006年3月停采，在采空區(qū)可能會有一定量的積水存在。

1.2 充水通道

1.2.1 底板灰?guī)r巖溶裂隙。11031巷道掘進和煤層開采揭露或接近含水層時，地下水通過巖溶裂隙或底鼓突水的形式滲出或涌出。

1.2.2 頂板砂巖裂隙。開采初期地下水通過砂巖裂隙以滲水的形式充水，回采冒落后則多以淋水形式充水。

1.2.3 采礦造成的裂隙通道。初次開采時，由于受采動影響煤層頂、底板產(chǎn)生豐富的的裂隙通道，并與含水層相溝通，形成導水通道。

2 復采工作面老空積水分析

在13012復采工作面南部發(fā)育一條箕F4斷層，走向為55°～82°，傾向為145～172°，傾角為50～60°，西北盤上升，東南盤下降，為正斷層，斷距25～175m；西北部發(fā)育一個背斜構(gòu)造。根據(jù)13011工作面巷道掘進及回采情況可知，該工作面所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件均較為簡單。

在進行13012工作面回風巷掘進工作時，曾進行過探放水施工，孔口標高+81.6，2#孔終孔標高為+82.6，僅有少量出水，老空積水水位低于該標高；13012進風巷掘進過程中，揭露老空的最低標高為+80.7，掘進至此位置時無涌水。

綜合預計老空積水水位標高最大值為+80.7。積水面積約3000m2，平均積水深度約2.5m，預計積水量約7500m3。如圖1所示，工作面切眼最低標高為+75.8，老空積水深度約4.9m，水壓P=1000×10×4.9=0.049MPa[3]。

3 復采工作面探放水設(shè)計與施工

根據(jù)原13011工作面掘進、回采資料確定，13012復采工作面探放水警戒線為其進風巷切眼向西25米處，回風巷切眼向西50米處，地點的選取對探放水有利。此次探放水施工共在13012復采工作面進、回風巷分別設(shè)計四個和五個探放水鉆孔，布置方式如圖2、3所示，按照鉆孔編號依次施工，打透采空區(qū)。

圖2 13012復采工作面探放孔布置圖

在進行打鉆施工之前需要在探水地點進行一系列的前期準備工作，例如，需要對探放水所在地點5m內(nèi)的工字鋼對棚支護使用連鎖片連鎖加固、挖掘排水溝及安裝排水泵等工作，以保證打鉆工作的順利進行。本次探放水施工采用ZDY-550S型液壓探水鉆機進行鉆進，鉆孔開孔孔徑為113mm，鉆進10m后需下入長10m直徑108mm的套管，套管周圍要用適量干海帶或麻繩纏裹，使套管固定牢固，為便于控制放水，需在孔口安裝止水閥，隨后使用Φ65mm的鉆頭鉆進，直至鉆進至設(shè)計深度。

4 探放水效果分析

此次探放水施工共用15d，13012回風巷施工的1#、2#、3#、5#鉆孔在鉆進至21m左右處時出現(xiàn)涌水，涌水量分別為14.8m3/h、2.4 m3/h、3.04m3/h、3.12，并分別通過4.5h、8h、10.5h、5.3h的放水，四孔分別放水66m3、19.2m3、31.92m3、16.54m3，共計133.66m3的老空積水，在13012進風巷進行施工的四個鉆孔也均有少量出水。本次探放水施工有效排除了13012工作面進入復采臨界面時的老空水患，為工作面的安全生產(chǎn)提供了保障，取得了良好的經(jīng)濟效益，為類似復采工作面探放水施工提供了一定的經(jīng)驗。

參考文獻

[1]葛正峰，王啟軍，馬合飛.高承壓含水層上采煤防治水技術(shù)[J].中州煤炭，2010（10）：103-104.

[2]陳陸望，宋正輝.華北隱伏型煤礦地下水水化學演化與突水水源判別[J].皖西學院學報，2012（5）：19-22.

[3]龐玉峰，張懷松，劉玉良，等.煤礦防治水綜合技術(shù)手冊[M].北京：煤礦科技出版社，2008.